Isolation galvanique

Pages: 12 (2772 mots) Publié le: 23 février 2011
Réalisation d’un amplificateur avec isolation galvanique
Projet d’électronique 3ème année

Paul RIOU et Alexis RENAUD 4 juin 2010

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Cahier des charges
Objectif : Réalisation d’un amplificateur à isolation galvanique capable de transmettre avec
précision un signal analogique entre deux cartes ne partageant pas de référence de masse.

Cahier des charges :
Utilisation normale entre15°C et 30°C ; Alimentation de l’entré de l’amplificateur possible par un ensemble de 4 accumulateurs NiMh (4.8V) ; Alimentation de l’amplificateur par l’alimentation d’un port USB du PC (+5V référencé à la masse du PC) ; Bande passante à 3dB de 10Hz à 20kHz ; En position x1, THD de 0,05% à 1 kHz pour un signal d’entrée de 1 Vpp ; En position x1, THD de 0,1% à 10kHz pour un signal d’entrée de 1 Vpp; Gain en tension de 1 ± 1% à 100 Hz ; Impédance d’entrée compatible avec l’utilisation d’une sonde ELC.

En option, ajout d’un atténuateur en entrée pour étendre la dynamique des signaux : Bande passante supérieur à 20 kHz à 3db ; Gain en tension de 0,1 ± 2% à 100Hz Impédance d’entrée compatible avec une sonde ELC.

Moyens disponibles :
Utilisation de potentiomètres multi-tours : 1k 2k 5k10k 50k

Valeurs des potentiomètres multi-tours disponibles en salle de TP

Utilisation de résistances de précision (1%) : 100 10k 22.6k 41.2k 90.9k 121k 232k 845k 120 11.3k 23.7k 46.4k 97.6k 133k 237k 887k 1k 12.1k 24.3k 47.5k 100k 147k 280k 909k 2k 14.7k 27.4k 56.2k 102k 150k 340k 976k 4.02k 18.2k 28.7k 59k 105k 178k 576k 1M 8.06k 19.6k 35.7k 68.1k 107k 182k 750k 2.21M

20k 36.5k 75k 110k196k 768k

20.5k 39.2k 78.7k 113k 200k 787k

21.5k 40.2k 86.6k 115k 215k 806k

Valeurs des résistances avec une tolérance de 1% disponibles en salle de TP

Utilisation d’amplificateurs opérationnels doubles de type TLC2272CP. Deux boitiers TLC2272 maximum par maquette.

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Etude de l’opto-coupleur IL300

Figure 1 : Boitier et schéma de branchement de l’opto-coupleur IL300Description :
L’opto-coupleur IL300 est composé d’une LED infrarouge et de deux photodiodes. La première photodiode est utilisable comme contre-réaction pour commander le courant traversant la LED. Cette technique permet de compenser la non-linéarité de la LED. La deuxième photodiode est disponible pour générer le signal de sortie. Comme on peut voir sur le schéma de branchement de l’opto-coupleur, lesphotodiodes capturent un pourcentage du flux lumineux émit par la LED. Le flux lumineux ainsi capté créé un courant qui traverse les photodiodes, avec un rapport K1 ou K2 suivant la photodiode utilisée.

Détermination de K1, K2 et K3 :
Dans un premier temps il est important de connaitre la valeur exacte des coefficients K1, K2 et K3 de l’opto-coupleur que nous avons à notre disposition carchaque opto-coupleur à des coefficients différent. Pour mesurer avec exactitude les valeurs des coefficients, nous avons réalisé le montage cidessous en pratique. La méthode est d’imposer un courant précis dans la LED et de mesurer la tension aux bornes de R1 (respectivement R2) pour retrouver le courant Ip1 (respectivement Ip2) qui est le courant produit dans les phototransistors grâce au fluxlumineux reçut. Etant donné qu’on ne disposait pas de générateur de courant en salle de TP, nous avons choisit de mettre un générateur de tension avec un ampèremètre en série, représenté sur le schéma par une sonde de courant. Ensuite, il ne restait plus qu’à faire varier la tension de V1 pour obtenir 10mA (valeur choisit arbitrairement). La résistance R3 est là pour qu’on sache que la tension àappliquer il faut une tension d’entrée autour de 5V.
Figure 2 : Montage pour déterminer K1 et K2

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Pour avoir un K1 et K2 plus précis nous avons mesuré la valeur réelle des résistances avec un ohmmètre avant de les intégrer dans le montage. Nous avons aussi mesuré la tension de seuil de la LED qui nous est utile pour les calculs théoriques.

Calculs et résultats
R1= 9.88kΩ R2= 9.83kΩ Vp1=...
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